Genombrott för nästa generations digitala skärmar

Forskare vid Linköpings universitet har utvecklat en digital skärm där själva lysdioderna reagerar på beröring, ljus, fingeravtryck och användarens puls bland annat. Resultaten, publicerade i Nature Electronics, kan vara starten för en helt ny generation skärmar till telefoner, datorer och surfplattor.

– Nu har vi visat att det går att göra. Det finns en stor potential för en ny generation digitala skärmar där nya avancerade funktioner kan skapas. Från och med nu handlar det om att förbättra tekniken till en kommersiellt gångbar produkt, säger Feng Gao, professor i optoelektronik vid Linköpings universitet, LiU.

Digitala skärmar har blivit en grundbult i nästan all personelektronik. Däremot kan de mest moderna LCD- och OLED-skärmarna på marknaden endast visa information. För att de ska kunna bli en multifunktionsskärm som känner av beröring, fingeravtryck eller ändrade ljusförhållanden krävs en mängd olika sensorer som ligger i lager ovanpå, eller omkring skärmen.

Forskare vid Linköpings universitet har nu utvecklat en helt ny typ av skärm där alla sensorfunktioner finns i skärmens lysdioder.

Lysdioderna är tillverkade av ett kristallartat material som kallas perovskit. Materialet har en stark förmåga att både avge och absorbera ljus och det är just den förmågan som är nyckeln till den nyutvecklade skärmen.

Förutom att skärmen bland annat reagerar på beröring, ljus, fingeravtryck och användarens puls kan enheten också laddas genom skärmen tack vare perovskiternas förmåga att också agera som solceller.

– Ett exempel – skärmen till din smartklocka är avstängd för det mesta. Under skärmens avstängda tid skulle den i stället kunna absorbera ljus för att ladda klockan, vilket förlänger tiden betydligt mellan laddningarna, säger Chunxiong Bao, biträdande professor vid Nanjing University och tidigare postdok vid LiU.

För att en skärm ska kunna visa alla färger behöver det finnas tre färger på lysdioderna – röd, grön och blå – som lyser olika stark och därmed ger upphov till tusentals olika färger. Forskarna vid Linköpings universitet har utvecklat skärmar med perovskitlysdioder i alla tre färger vilket banar väg för en skärm som kan visa alla färger inom det synliga ljusspektrumet.

Men det finns fortfarande många utmaningar kvar att lösa innan skärmen finns i var persons ficka. Zhongcheng Yuan, även han tidigare postdok vid LiU och numer forskare vid University of Oxford, tror dock att många av utmaningarna kommer att vara lösta inom tio år.

– Bland annat behöver livslängden på perovskitlysdioderna förbättras. I dagsläget fungerar skärmen i några timmar innan materialet blir för instabilt och lysdioderna slocknar, säger han.

Forskningen finansierades i huvudsak av den svenska regeringens strategiska satsning på avancerade funktionella material, AFM, vid Linköpings universitet.

Artikeln: A multifunctional display based on photo-responsive perovskite light-emitting diodes, Chunxiong Bao, Zhongcheng Yuan, Wenxiao Niu, Jie Yang, Zijian Wang, Tao Yu, Jianpu Wang & Feng Gao; Nature Electronics; publicerad online 10 april 2024: DOI: 10.1038/s41928-024-01151-x

Kontakt

Feng Gao, professor, feng.gao@liu.se, 013-28 68 82